一种多晶硅还原炉自动调功器硬件系统设计与实现

摘要

本文首先对多晶硅硅芯进行了多次缩比试验，掌握了多晶硅硅芯在不同环境条件下的电气特性，然后分析国内外多晶硅的生长控制技术优缺点，结合多晶硅的生产原理和自身电气特性，根据现场还原炉生产需要，设计研发出多晶硅还原炉加热集成控制系统。 多晶硅还原炉加热集成控制系统主要包括预加热控制系统和加热调功系统两个部分。多晶硅加热过程可以分为三个阶段：预加热、持续加热和恒温加热。 加热调功系统是多晶硅还原炉加热集成控制系统中最重要的部分，而DSP自动调功器是加热调功系统的核心部分。 本论文主要介绍多晶硅还原炉自动调功器的硬件系统设计以及设计中要解决的问题。具体内容包括以下几个方面： 1、模拟通道部分： 2、数字通道部分： 3、DSP/CPLD部分： 4、电源部分 本文所设计的DSP自动调功器在实验室调试成功后，已有6块提交工作现场使用，现场实际使用情况证明本文所设计的DSP自动调功器性能上满足了多晶硅还原炉加热集成控制系统需要，抗干扰能力达到了工业现场运行的要求。

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声明

第一章绪言

1.1课题研究背景及意义

1.1.1发展太阳能的意义

1.1.2发展多晶硅的意义

1.1.3国内外多晶硅生产情况

1.1.4国内外多晶硅生产技术现状

1.1.5多晶硅还原炉调功器国内外研究现状

1.2本论文主要工作

第二章多晶硅还原炉加热集成控制系统工作原理

2.1多晶硅性能概述

2.1.1多晶硅还原生长原理

2.1.2多晶硅电气特性

2.2多晶硅还原炉加热集成控制系统

2.2.1多晶硅加热过程

2.2.2系统控制原理

2.3多晶硅还原炉自动调功器工作原理

2.3.1抽波调压

2.3.2斩波和拼波的原理

2.3.3谐波分析及MATIAB仿真

2.3.4调功方式的选择

第三章多晶硅还原炉自动调功器硬件系统设计

3.1模拟通道

3.1.1信号调理电路

3.1.2过零鉴相电路

3.1.3信号隔离电路

3.1.4模拟低通滤波电路

3.2数字通道

3.3 DSP/CPLD

3.3.1 DSP

3.3.2 CPLD

3.3.3 CAN通信电路

3.3.4 DSP扩展电路

3.4电源

3.4.1 24V电源输入滤波

3.4.2 15W DC/DC隔离电源

3.4.3 6W DC/DC隔离电源

3.4.4具体电源分配框图

第四章实验结果

4.1过零鉴相电路调试

4.2 AD采样电路调试

4.3 DSP控制板的输出信号

4.4斩波和拼波实验

4.5现场系统调试波形

第五章结束语

致谢

参考文献

在学期间的研究成果